11月28日,世界学术期刊《科学发展》(Science Advances)在线宣布了我国科学院广州生物医药与健康研讨院刘兴国课题组的最新研讨成果“Phospholipid remodeling is critical for stem cellpluripotency by facilitating mesenchymal-to-epithelial transition”。该研讨发现磷脂在体细胞重编程为诱导多能干细胞(iPSC)进程中发挥动态重塑功用,并判定出其间的磷脂酰乙醇胺为多能性取得和保持中的要害脂类分子,其经过信号转导调控“间充质-上皮转化(MET)”这一重编程前期要害事情。这一作业提醒了磷脂并非经过膜转运,而是经过信号调控细胞命运的全新作业形式,为研讨脂类代谢在多能干细胞干性取得、保持及失掉中的功用供给新的视角和理论依据。
磷脂是大多数哺乳动物细胞内含量最高的脂类,其不只作为细胞质膜和细胞器膜的首要结构组分,还参加调控许多生理病理进程。磷脂对小鼠胚胎正常成长发育至关重要,敲除小鼠多个磷脂生成的相关基因,如Chkα、Pcyt1、Pcyt2等,会导致其胚胎致死。但是磷脂是否及怎么调控多能性的保持、失掉及取得仍不清楚,详细哪些磷脂发挥效果仍需答复。
刘兴国组使用高精准高掩盖的脂质组学检测了体细胞重编程不一起刻点的磷脂组成,发现了多种磷脂在重编程进程中的动态改变规则。其间,磷脂酰乙醇胺在重编程前期突然升高随后下降,提示其可能在重编程前期发挥要害效果。这一升高是经过CDP-乙醇胺途径完成,有利于体细胞重编程为诱导多能干细胞。经过进一步的机制研讨,课题组发现磷脂酰乙醇胺在重编程中并没有影响自噬等膜转运事情,而是经过促进其结合蛋白Pebp1与IKKα/β的相互效果,按捺IKKα/β的磷酸化及NF-κB的入核,然后按捺了间充质相关基因的表达,来促进“间充质-上皮转化”。而在多能性保持方面,磷脂酰乙醇胺一起具有调控胚胎干细胞成长的功用。
细胞质膜与细胞器膜好像细胞的围墙相同,把细胞内隔成若干相对独立的空间。磷脂作为膜组分,一般被以为经过动力学影响细胞命运。但是,正如长城这样的围墙,除了基本功用外,还能够承当“烽燧”这样的信号传递功用,该研讨发现细胞器膜组分发挥“千里望狼烟”的信号效果,直接抵达细胞核“运筹中军帐”,经过基因表达完成细胞形状的改变。
重要的是,这一细胞代谢调控细胞形状改变的全新“烽燧”形式,将磷脂、细胞搬迁及细胞命运联系起来。由于“间充质-上皮转化”不但在发育分解中必需,并且在肿瘤搬运中发挥及其重要的效果,这一作业为探究细胞命运的生理调控和癌症的病理调控供给了全新的思路。
该研讨取得国家重点研制项目、中科院、国家自然科学基金、广东省和广州市的经费支撑。
广州健康院发现磷脂调控多能干细胞命运的全新“烽燧”形式
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